枣糖和Dibs的营养与功能性特性：与精制糖的比较

《Cogent Food & Agriculture》：Nutritional and functional properties of date sugar and dibs: a comparison with refined sugar

　　本研究对比分析了椰枣甜味剂（DSP、DHT、DCT）与精制糖（RS）的化学成分、抗氧化活性及感官特性。结果显示，DSP在矿物质、蛋白质和膳食纤维含量上最高，DHT和DCT次之，RS最低。DHT和DCT未检测到热敏性物质HMF，表明加工温度控制得当。感官评价中DHT在颜色、质地和流动性上更优，但DCT和DSP的抗氧化活性显著高于RS。研究证实椰枣衍生物作为天然甜味剂在营养和功能特性上优于精制糖，但需进一步评估代谢影响及储存稳定性。

　　日期糖浆（Dibs）是一种从枣果中提取的浓缩、甜味液体，被视为沙特阿拉伯和海湾阿拉伯国家合作委员会（GCC）地区最重要的枣基产品之一。它既可以作为直接食用的甜味剂，也可以作为天然甜味剂应用于多种食品产品中。Dibs富含多酚、抗氧化剂、维生素和矿物质，具有显著的营养价值。因此，维持适当的加工和储存温度对于保持其质量和安全性至关重要。本研究对不同枣衍生甜味剂——枣糖粉（DSP）、热处理枣糖浆（DHT）和冷处理枣糖浆（DCT）——与精制糖（RS）的化学成分和物理化学性质进行了比较分析。研究结果表明，各组样品之间存在统计学意义上的显著差异（p < 0.05）。DSP表现出最高的灰分、蛋白质、膳食纤维、酚类物质、黄酮类物质和抗氧化活性，其次是DCT和DHT。RS则显示出最低的营养价值。在还原糖含量方面，DSP含量最高（果糖33.89 g/100 g；葡萄糖35.65 g/100 g），而DHT次之（果糖30.06 g/100 g；葡萄糖32.15 g/100 g）。相反，RS的蔗糖含量最高（99.96 g/100 g）。值得注意的是，无论是DHT还是DCT样品中均未检测到羟甲基糠醛（HMF），这表明其产品质量高且加工过程中热控制有效。总体而言，本研究展示了枣衍生甜味剂在营养和功能特性上的优越性，支持其在食品工业中作为天然替代品的应用潜力，有助于提升产品质量、健康价值和消费者吸引力。

枣椰树（Phoenix dactylifera L.）广泛种植于热带地区，以其对恶劣环境条件的高度适应性而著称，如盐碱、高温和干旱。全球大部分枣的生产集中在中东的一些国家，其中埃及、沙特阿拉伯、伊朗、阿尔及利亚和伊拉克是前五大枣生产国，它们占全球枣总产量的75%。事实上，沙特阿拉伯的枣产品在全球市场上持续占据主导地位，2024年相比2023年增长了15.9%。为了维持产品质量和保护沙特枣品种的特色，已采取了多项措施。这与沙特王国“2030愿景”中确保可持续粮食安全的目标相一致。枣椰果通常以新鲜或干燥的形式食用，例如在Rutab和Tamer阶段。然而，Tamer阶段采摘的枣也会产生枣副产品，如枣糖浆（dibs）、枣泥、枣果酱和枣黄油。枣的主要营养成分是简单糖类，尤其是葡萄糖和果糖，分别占其成分的35%和32%。此外，枣还含有1.7–4.7%的蛋白质和0.12–0.72%的脂肪。枣也被认为是非淀粉多糖（NSPs）和酚类化合物的重要来源。这些重要的功能营养成分同样存在于枣副产品中，如dibs。Dibs是沙特和阿拉伯海湾地区最受欢迎的枣副产品之一，近年来因其营养价值和在食品应用中的多功能性而受到广泛关注。它是一种优质的简单糖来源，主要以葡萄糖和果糖的形式存在，其含量高达64–74%的新鲜重量（FW），而膳食纤维和蛋白质含量则相对较低。Dibs通常通过传统方法或商业方法制备，作为天然甜味剂广泛应用于饮料、果酱、果冻、酸奶、烘焙食品和枣条等产品中，可以作为精制糖在多种烹饪和工业应用中的功能替代品。在食品工业中，使用Dibs作为原料能够提升风味和营养价值。因此，Dibs在健康意识强的消费者中越来越受欢迎，被视为一种具有丰富必需营养素的天然甜味剂。

通常情况下，采摘、运输和加工过程中受损或变质的枣可用于制备枣基甜味剂，如dibs和枣糖粉。这种方法有助于减少浪费、增加收入来源、促进可持续发展并提高资源利用效率。尽管枣椰树具有较强的环境适应能力，其种植在干旱和半干旱地区更为可持续。Dibs是一种水基提取物，可以通过传统（压榨）或商业方法制备。传统方法不需要对枣进行加热处理，而商业制备则需要将枣混合物加热至70°C，并持续一段时间。这种高温处理可能会影响dibs的质量和营养价值。高温会促进化学反应，包括非酶促褐变反应，如焦糖化和美拉德反应。当dibs与含蛋白质的产品结合时，这些反应可能导致细胞毒性及氧化应激。因此，在dibs的生产和储存过程中，保持适当的温度对于维持其质量和安全性至关重要。

目前，关于枣衍生甜味剂与常见精制糖在营养和物理化学性质上的比较研究仍然有限。此外，精制糖和人工甜味剂在全球范围内广泛存在并被大量使用，已有研究表明长期摄入与不良健康结果存在强烈关联。高摄入量的精制糖是导致肥胖、糖尿病和心血管疾病的重要饮食因素。更近期的研究进一步指出，高糖摄入不仅会导致能量失衡和体重增加，还可能引发更广泛的系统性影响，包括炎症、激素紊乱和肠道微生物群改变。因此，本研究旨在比较枣衍生甜味剂的化学成分和物理化学特性，包括热处理dibs（DHT）、冷处理dibs（DCT）和枣糖粉（DSP），与精制糖（RS）进行对比。同时，本研究还试图评估这些天然甜味剂作为健康替代品的潜力。

本研究在沙特阿拉伯阿赫萨的国王费萨尔大学农业与食品科学学院进行，数据收集始于2023年12月14日，结束于2024年9月18日。数据清洗和分析工作则在2024年10月至2025年1月期间完成。研究中使用的材料包括Tamer阶段的枣、传统制备的Khalas品种dibs，以及来自Al-Amin枣工厂的Sukkari品种枣糖粉。精制糖（RS）则从Panda市场购买（品牌为Al-Osra，本地包装）。所有样品在进一步分析前均储存在-80°C的环境中。实验中使用的试剂包括没食子酸、Folin-Ciocalteu试剂、DPPH、无水乙醇、甲醇、碳酸钠、氯化钠、氯化铝、氢氧化钠和亚硝酸钠，这些试剂均购自Sigma-Aldrich公司（沙特阿拉伯达曼市）。

在样品制备方面，为了获得冷处理dibs（DCT）样品，传统制备的Khalas品种dibs被直接从包装和压榨后的枣中提取，未进行进一步的处理。热处理dibs（DHT）则按照Al-Farsi等人（2007）和Al Eid（2006）的方法进行制备，并进行了轻微的修改。具体而言，将Khalas枣与蒸馏水按1:3的比例混合，在65°C下持续搅拌30分钟。随后，混合物通过纱布过滤，提取的液体在70°C下浓缩至74°Bx（使用折射仪测定），以获得最终产品。通过这种方法，DHT样品的制备过程涉及一定的加热步骤，这可能会影响其成分的稳定性。

在化学成分分析方面，样品中的水分、灰分、粗蛋白、糖（果糖、葡萄糖、蔗糖和总糖）及膳食纤维含量按照AOAC方法进行测定。灰分含量的测定使用了带有可编程控制器的马弗炉（Thermolyne F6058，Barnstead International，美国爱荷华州）。粗蛋白含量则采用凯氏定氮法（Kjeldahl method）进行测定。总糖和膳食纤维含量的测定则依据标准方法AOAC-982.14和AOAC-991.43，但在枣和枣产品中，由于蛋白质含量较低，进行了适当的调整。所有样品的pH值测定使用了经过标准缓冲液校准的数字pH计（Benchtop pH Meters Hanna Instruments，意大利）。

在羟甲基糠醛（HMF）含量的测定方面，采用了紫外-可见分光光度法（UV–visible light spectrophotometric method），具体步骤参考Mitchell（2008）的方法。样品5克被溶解于超纯水中，定容至50毫升，然后澄清和过滤（0.45 μm），并在1厘米的石英比色皿中进行测定。在284 nm和336 nm波长下测量吸光度，并将结果以mg/kg表示。HMF含量的测定结果显示，无论是DHT还是DCT样品中均未检测到HMF，这表明在制备过程中所采用的热处理条件并未导致HMF的形成。这一发现被视为产品质量的积极指标，因为HMF含量的升高通常与不良健康影响相关。先前的研究也表明，食品中的HMF含量会因加工技术（如温度和加热时间）和储存条件（如湿度和时间）而显著变化。

在总酚类物质和总黄酮类物质含量及抗氧化活性的测定方面，首先对每个样品制备了甲醇提取物。具体方法是将10克样品溶解于100毫升80%的酸性甲醇中，通过涡旋混合并在35°C下使用摇床搅拌1小时。此提取过程重复两次，合并上清液并使用0.45 μm滤纸过滤以获得澄清的溶液。随后，溶剂在40–42°C下通过旋转蒸发仪（IKA RV 10 Control，德国）蒸发。提取物随后被重新配置在80%的乙醇溶液中，并用铝箔包裹以避免光照，立即进行分析以确定总酚类物质（TPC）、总黄酮类物质（TFC）及抗氧化活性。结果显示，DSP样品的总酚类物质含量最高（108.03 ± 3.65 mg GAE/100 g干重），总黄酮类物质含量为19.07 ± 2.02 mg QE/100 g干重，抗氧化活性为92.76 ± 1.73%。DCT样品次之（76.25 ± 1.74 mg GAE/100 g干重、8.97 ± 0.24 mg QE/100 g干重和86.08 ± 0.09%）。而DHT样品的总酚类物质含量为63.16 ± 2.29 mg GAE/100 g干重，总黄酮类物质含量为4.99 ± 0.16 mg QE/100 g干重，抗氧化活性为81.45 ± 0.30%。相比之下，RS样品的总酚类物质含量最低（8.63 ± 0.20 mg GAE/100 g干重），总黄酮类物质含量为1.43 ± 0.03 mg QE/100 g干重，抗氧化活性为32.57 ± 1.85%。这些结果表明，加工过程显著提高了枣产品的生物活性物质含量和抗氧化潜力，其中DSP样品表现出最大的提升。这可能是因为某些化合物在加工过程中经历了降解或转化，而低温处理则有助于保留这些化合物。

在颜色特性方面，研究使用光学传感器系统（HunterLab Model D 25-2，美国弗吉尼亚州）对样品的颜色参数（L、a和b）进行了测定，其中L代表亮度，a代表红绿度，b代表黄蓝度。结果显示，DHT样品的颜色最深（L值为23.82 ± 2.68），而RS样品的亮度最高（L值为95.96 ± 1.37），反映了其白色结晶外观。DSP和DCT样品的亮度值处于中间水平（分别为63.47 ± 3.39和48.5 ± 2.39）。在红绿度（a值）方面，DCT样品表现最红（12.15 ± 0.60），其次是DSP（9.33 ± 0.27）和DHT（5.80 ± 0.36）。RS样品的a值最低（0.58 ± 0.06），表明其颜色接近中性。在黄蓝度（b值）方面，DCT样品的黄度最高（32.46 ± 2.03），其次是DSP（28.64 ± 1.02）。相比之下，RS和DHT样品的b值显著较低（分别为4.20 ± 0.02和4.82 ± 0.65）。这些颜色差异主要归因于非酶促褐变反应，如焦糖化和美拉德反应，这些反应在加工、巴氏杀菌和热处理过程中发生。此外，不同枣品种的成分差异也会对颜色产生影响。

在总可溶性固形物（TSS）和粘度的测定方面，研究仅评估了DHT和DCT样品，因为它们是液体糖浆产品，而DSP和RS是固体甜味剂，因此不适用于这些测试。TSS值通过手持折射仪（Brix Hand-Refactometer with ATC0-90）测定，粘度则使用Brookfield RVDV-II+ Pro粘度计进行测定。结果显示，DCT样品的TSS值显著高于DHT样品（分别为78.00 ± 10.0 °Bx和74.00 ± 1.00 °Bx），表明冷处理过程保留了更多的可溶性固形物。在粘度方面，DCT样品表现出极高的粘度（657,003 ± 5.77 cp），显著高于DHT样品（19,680 ± 10.00 cp）。这种显著差异可能与浓度、成分变化以及冷处理过程中未发生热降解有关。这些结果表明，DCT样品在质地和成分方面优于DHT样品，这可能对需要高粘度或浓缩甜味的食品配方具有重要影响。例如，Al-Hilphy等人（2023）的一项研究发现，当枣糖浆的浓度从67%增加到75%时，其TSS含量会相应提高，这可能与水分含量的增加有关。相比之下，Helmy等人（2023）发现，不同提取方法制备的枣糖浆之间TSS含量没有显著差异，表明在某些条件下，TSS可能保持相对稳定。此外，有研究表明温度和总可溶性固形物浓度是影响糖浆粘度的最关键因素（Abbès等人，2013）。Kam??l?和Mohammed（2019）的研究进一步支持了这一观点，他们发现当糖浆浓度升高且温度降低时，粘度会相应增加。另一项研究指出，将蔗糖替换为枣糖浆在冰淇淋配方中会导致粘度显著增加（p < 0.05），并且粘度的增加与替换比例成正比。这些发现共同强调了温度、固形物含量、酶处理以及配方变化对枣糖浆粘度及其在食品系统中的应用影响。

在感官评价方面，研究对DHT和DCT样品进行了评估，以考察其质量属性，包括颜色、气味、质地、糖晶体的存在、纯度、流速、甜度和总体可接受性。研究获得了25名女性参与者的意见，她们的年龄范围为20–50岁，并在受控条件下进行测试。样品以编码且相同的容器形式呈现，顺序随机排列，参与者在品尝样品之间用清水清洁口腔。结果显示，DHT样品在颜色（9.29 ± 0.92）方面得分显著高于DCT样品（7.12 ± 2.37），表明参与者更偏好DHT样品的视觉外观（p = 0.004）。同样，DHT样品在质地（8.18 ± 1.59）和纯度（8.18 ± 1.59）方面得分也显著高于DCT样品（分别为5.06 ± 2.36和4.47 ± 2.21；p = 0.001）。DHT样品的流速（8.41 ± 1.23）也显著高于DCT样品（3.76 ± 2.84；p = 0.001），反映了其更光滑和更理想的质地。尽管甜度和总体可接受性评分在DHT样品中略高（分别为8.53 ± 1.18和7.82 ± 2.07），但这些差异在统计学上并不显著（p > 0.05）。气味和糖晶体的存在也未在两种样品之间表现出显著差异（p = 0.104和p = 0.339）。综上所述，DHT样品在多个关键感官参数上优于DCT样品，包括颜色、质地、纯度和流速。这些结果表明，热处理可能有助于提升dibs产品的感官吸引力。

已有研究表明，增加电场强度可以显著改善dibs的感官特性。当电场强度从9 V/cm增加到11 V/cm时，颜色（21.43%）、风味（28.57%）、口感（21.21%）和总体可接受性（32.81%）均有所提升。这些改善归因于通过欧姆加热减少热处理时间，从而有助于保留产品的颜色和整体质量。相比之下，一项先前研究评估了不同枣糖浆样品，并发现商业样品的颜色评分最高，而烘箱提取样品的颜色评分最低。在纯度方面，使用电饭锅制备的糖浆获得最高评分，而烘箱提取样品的纯度最低。商业糖浆在粘度和甜度方面得分最高，而热板制备的糖浆则在质地和总体可接受性方面获得最高评分。在气味强度方面，未观察到显著差异（p > 0.05），但商业样品因其独特的焦糖味而受到关注。同样，Abbès等人（2013）也报告称，在不同枣糖浆产品中，气味强度没有显著差异。然而，质地、风味和口感存在显著差异，消费者更倾向于酶处理的枣糖浆，而未处理的对照样品的风味评分较高。总体而言，最终的感官评价结果显示，酶处理的糖浆比未处理的对照样品更受消费者欢迎。

本研究的实践应用部分指出，由于其良好的口感和风味，dibs和枣糖粉在食品工业中具有广泛的应用潜力，尤其是在枣具有重要文化意义的地区。其作为饮料中的甜味替代品、烘焙食品中的焦糖替代品或酱料中的甜味剂，以及以粉末形式用于糖果和装饰，使其在行业中具有优势。如果能够以突出其显著的抗氧化特性和对高风险代谢疾病人群及寻求体重管理的消费者的重要性进行营销，它可能会成为一种趋势，并最终在食品工业中占据重要地位。

尽管本研究提供了关于枣衍生甜味剂的化学成分、物理化学特性和感官特性的宝贵见解，但仍然存在一些局限性。首先，抗氧化活性仅通过DPPH法进行评估，未来的研究应考虑引入其他方法，如铁还原抗氧化能力（FRAP）和2,2′-联氮-双-(3-乙基苯并噻唑-6-磺酸）（ABTS）法，以更全面地了解抗氧化能力。其次，本研究未评估所测试甜味剂的血糖指数、代谢反应或健康影响，这些对于判断其作为健康替代品的潜力至关重要。第三，感官评价仅由有限的小组进行，未来研究应扩大样本规模以提高结果的代表性。第四，虽然HMF含量的分析用于评估产品质量和加工过程的热控制，但未对储存稳定性、微生物安全性及包装进行研究。因此，未来的研究应关注这些方面，以确保枣衍生甜味剂在长期储存和使用中的质量和安全性。这将有助于潜在的食品供应商、面包店、糖果制造商和零食工厂将其纳入产品中，并在工业领域发挥更大的作用。